CN113467168A

CN113467168A - 照明系统、照明控制方法与投影装置

Info

Publication number: CN113467168A
Application number: CN202010234511.5A
Authority: CN
Inventors: 潘浩炜
Original assignee: Coretronic Corp
Current assignee: Coretronic Corp
Priority date: 2020-03-30
Filing date: 2020-03-30
Publication date: 2021-10-01
Also published as: US11520221B2; US20210302819A1

Abstract

一种照明系统、照明控制方法与投影装置。照明系统包括用于提供第一激光光束的第一激光光源以及分光模块。第一激光光束入射于分光模块时，第一激光光束的第一部分穿透分光模块，第二部分被分光模块反射，且分光模块的第一分光区域与第二分光区域能分别切入第一激光光束的传递路径上，以使照明系统对应切换为第一照明模式与第二照明模式。在第一照明模式，第一分光区域切入第一激光光束的传递路径上，使第一激光光束的第一部分与第二部分具有第一比例，在第二照明模式，第二分光区域切入第一激光光束的传递路径上，使第一激光光束的第一部分与第二部分具有第二比例，第一比例与第二比例不同。本发明可在不同色温的照明模式下能够维持一定的亮度。

Description

照明系统、照明控制方法与投影装置

技术领域

本发明是有关于一种照明系统、照明控制方法与投影装置，且特别是有关于一种具有分光模块的照明系统、照明控制方法与投影装置。

背景技术

近来以发光二极管(light-emitting diode,LED)和激光二极管(laser diode)等固态光源为主的投影装置渐渐在市场上占有一席之地。一般而言，这些固态光源的激发光会被投影装置中的波长转换模块上的波长转换材料转换而产生不同颜色的转换光。且为了满足色彩表现的需求，在投影装置的光路上会放置分色光学元件，波长转换模块上的转换光经过分色光学元件后滤出预定的色光。这些色光经由光阀的调变将影像光束投影至外界。

另一方面，色温(Color Temperature,Tc)则是一种量度各种光源色调的标准，其单位以绝对温标单位(Kelvin,K)表示。一般而言，色温从低到高，在颜色上会有从红黄色转白色再渐变为蓝色的变化，举例而言，日出和日落的阳光的色调较接近黄光，色温约为2000K～3000K，一般正午阳光的色调较接近白光，色温约为5500K。由于色温的变化与光束的色调有上述关系，因此色温常作为显示装置的白色画面的量度指标，例如色温为10000K的光束的色调为偏蓝的白，色温为3500K的光束的色调为偏黄的白。

进一步而言，在进行投影装置的白画面的光学设计时，通常会以具有某一特定色温的白画面作为设计基准，来优化光源、波长转换模块、分色光学元件(分色镜、色轮或分色棱镜)等不同光学参数配比，以达到亮度的最佳化。然而，当此投影装置转换为其他色温的显示模式时，则须适度的调降光源的电流(不同时序或不同光源)来换取白画面色温的变化。举例而言，若要提高白画面的色温，则须降低负责红色或绿色相对光源的电流，以调整白光的不同色光的比例。然而，如此一来，将使得投影装置在其他色温的显示模式时会损失显示画面的亮度。

“背景技术”段落只是用来帮助了解本发明内容，因此在“背景技术”段落所揭露的内容可能包含一些没有构成所属技术领域中的技术人员所知道的已知技术。在“背景技术”段落所揭露的内容，不代表该内容或者本发明一个或多个实施例所要解决的问题，在本发明申请前已被所属技术领域中的技术人员所知晓或认知。

发明内容

本发明提供一种照明系统，其在不同色温的照明模式下，能够维持一定的亮度。

本发明提供一种照明控制方法，能够使照明系统在不同色温的照明模式下，能够维持一定的亮度。

本发明提供一种投影装置，其在不同色温的照明模式下，能够维持一定的亮度。

本发明的其他目的和优点可以从本发明所揭露的技术特征中得到进一步的了解。

为达上述之一或部分或全部目的或是其他目的，本发明的一实施例提出一种照明系统。照明系统用于提供照明光束，且包括第一激光光源、波长转换模块以及分光模块。第一激光光源用于提供第一激光光束。波长转换模块位于第一激光光束的传递路径上。分光模块位于第一激光光束的传递路径上。第一激光光束入射于分光模块时，第一激光光束的第一部分穿透分光模块，第一激光光束的第二部分被分光模块反射，且分光模块具有第一分光区域与第二分光区域，分光模块的第一分光区域与第二分光区域能分别切入第一激光光束的传递路径上，以使照明系统对应切换为第一照明模式与第二照明模式。在第一照明模式中，第一分光区域切入第一激光光束的传递路径上，以使第一激光光束的第一部分与第二部分具有第一比例，在第二照明模式中，第二分光区域切入第一激光光束的传递路径上，以使第一激光光束的第一部分与第二部分具有第二比例，且第一比例与第二比例不同。

为达上述之一或部分或全部目的或是其他目的，本发明的一实施例提出一种照明控制方法，其用于控制投影装置中的照明系统。照明系统包括第一激光光源以及分光模块。第一激光光源用于提供第一激光光束。分光模块位于第一激光光束的传递路径上且具有第一分光区域与第二分光区域。第一激光光束入射于分光模块时，第一激光光束的第一部分穿透分光模块，第一激光光束的第二部分被分光模块反射。照明控制方法包括：在第一照明模式中，控制分光模块的第一分光区域切入第一激光光束的传递路径上，以使第一激光光束的第一部分与第二部分具有第一比例；以及在第二照明模式中，控制分光模块的第二分光区域切入第一激光光束的传递路径上，以使第一激光光束的第一部分与第二部分具有第二比例。第一比例与第二比例不同。

为达上述之一或部分或全部目的或是其他目的，本发明的一实施例提出一种投影装置。投影装置包括前述的照明系统、至少二光阀以及投影镜头。至少二光阀位于照明光束的传递路径上，且用于将照明光束转换成影像光束。投影镜头位于影像光束的传递路径上且用于将影像光束投影出投影装置。

基于上述，本发明的实施例至少具有以下其中一个优点或功效。在本发明的实施例中，投影装置以及照明系统可通过分光模块的第一分光区域与第二分光区域的配置，来调整第一激光光束的第一部分与第二部分的比例，进而调整照明光束中的蓝光的相对比例，因此，照明系统与投影装置在不需调整第一激光光源或第二激光光源的强度的情况下，即可调整照明光束以及影像光束的色温(color temperature)，而能避免损失显示画面的亮度。

为让本发明的上述特征和优点能更明显易懂，下文特举实施例，并配合附图作详细说明如下。

附图说明

图1是本发明一实施例的一种投影装置的架构示意图。

图2A是图1的一种分光模块的俯视图。

图2B至图2E是图1的不同分光模块的俯视图。

图3是本发明一实施例的另一种照明系统的架构示意图。

图4A是本发明一实施例的又一种照明系统的架构示意图。

图4B是图4A的偏振分光元件的正视示意图。

图5至图13B是本发明一实施例的不同照明系统的架构示意图。

具体实施方式

有关本发明之前述及其他技术内容、特点与功效，在以下配合参考附图之一较佳实施例的详细说明中，将可清楚的呈现。以下实施例中所提到的方向用语，例如：上、下、左、右、前或后等，仅是参考附图的方向。因此，使用的方向用语是用来说明并非用来限制本发明。

图1是本发明一实施例的一种投影装置的架构示意图。图2A是图1的一种分光模块的俯视图。投影装置200包括照明系统100、成像模块210以及投影镜头220。照明系统100适于提供照明光束70。成像模块210设置于照明光束70的传递路径上且包括至少二光阀，用于将照明光束70转换为影像光束80。投影镜头220设置于影像光束80的传递路径上，用于将影像光束80投影出投影装置200。在本实施例中，成像模块210中包括三个光阀，但本发明不局限于此，在其他实施例中，成像模块210中的光阀数量亦可为二个。此外，在本实施例中，成像模块210中的光阀可为数字微镜元件(digital micro-mirror device,DMD)或是硅基液晶面板(liquid-crystal-on-silicon panel,LCOS panel)。然而，在其他实施例中，其亦可以是穿透式液晶面板或其他光束调变器。

具体而言，如图1所示，在本实施例中，照明系统100用于提供照明光束70，且包括第一激光光源110B、第二光源110R、波长转换模块120、分光模块130、合光元件140以及光均匀化元件150。如图1所示，在本实施例中，第一激光光源110B提供第一激光光束50B，第二光源110R提供第二光束50R。举例而言，在本实施例中，第一激光光源110B为蓝光激光光源，第一激光光束50B为蓝色激光光束，而第二光源110R为红光光源，第二光束50R为红色光束。在本实施例中，第一激光光源110B例如可为包括多个排成阵列的蓝光激光二极管，而第二光源110R例如可为包括多个排成阵列的红光激光二极管或是多个排成阵列的红光发光二极管，但本发明不局限于此。

另一方面，如图1所示，在本实施例中，分光模块130位于第一激光光束50B的传递路径上。来自第一激光光源110B的第一激光光束50B入射于分光模块130时，第一激光光束50B的第一部分50B1穿透分光模块130，同时第一激光光束50B的第二部分50B2被分光模块130反射。如此一来，第一激光光束50B的第一部分50B1与第二部分50B2可经由分光模块130而被传递至后续的不同光学元件上。

具体而言，如图1与图2A所示，分光模块130包括分光元件131，而具有第一分光区域R1与第二分光区域R2。在本实施例中，第一分光区域R1与第二分光区域R2位于分光元件131上，且分光元件131例如相对于第一激光光束50B的传递方向倾斜配置(例如45度角)。进一步而言，如图2A所示，在本实施例中，分光模块130包括驱动装置(未绘示)，且驱动装置连接分光元件131，以使分光元件131能够运动，且分光模块130的第一分光区域R1与第二分光区域R2能切换并进入第一激光光束50B的传递路径上。举例而言，如图2A所示，在本实施例中，由于第一分光区域R1与第二分光区域R2沿第一直线方向D1排列，因此，控制分光元件131的运动的方法可为控制分光元件131沿第一直线方向D1(例如图2A中的上下方向)来回移动，如此，当分光模块130的分光元件131移动时，分光模块130的第一分光区域R1与第二分光区域R2则可分别被切入第一激光光束50B的传递路径上，照明系统100也会对应切换为第一照明模式与第二照明模式。其中第一直线方向D1例如与第一激光光束50B的传递方向具有45度夹角，然本发明不局限于此，只要可以将第一分光区域R1与第二分光区域R2分别被切入第一激光光束50B的传递路径上的移动方向，皆在本发明的实施范围内。

更具体而言，如图2A所示，在本实施例中，第一分光区域R1与第二分光区域R2对第一激光光束50B分别具有不同比例的穿透率以及反射率。如此一来，在第一照明模式中，即分光模块130的分光元件131的第一分光区域R1切入第一激光光束50B的传递路径上时，第一激光光束50B的第一部分50B1与第二部分50B2会具有第一比例，而在第二照明模式中，即分光模块130的分光元件131的第二分光区域R2切入第一激光光束50B的传递路径上时，第一激光光束50B的第一部分50B1与第二部分50B2则具有第二比例。并且，第一比例与第二比例也会随第一分光区域R1与第二分光区域R2的分光比例的差异而有所不同。

举例而言，在本实施例中，第一分光区域R1对第一激光光束50B的穿透率以及反射率分别可为80％以及20％，也就是说，当分光模块130的第一分光区域R1移动至第一激光光束50B的传递路径上时，穿透第一分光区域R1的第一激光光束50B的第一部分50B1占第一激光光束50B的80％，而被第一分光区域R1反射的第一激光光束50B的第二部分50B2占第一激光光束50B的20％，如此，在第一照明模式中，第一激光光束50B的第一部分50B1与第二部分50B2的第一比例约为4比1。另一方面，在本实施例中，第二分光区域R2对第一激光光束50B的穿透率以及反射率分别可为60％以及40％，也就是说，当分光模块130的第二分光区域R2切入第一激光光束50B的传递路径上时，穿透第二分光区域R2的第一激光光束50B的第一部分50B1占第一激光光束50B的60％，而被第二分光区域R2反射的第一激光光束50B的第二部分50B2占第一激光光束50B的40％，如此，在第二照明模式中，第一激光光束50B的第一部分50B1与第二部分50B2的第二比例约为3比2。

接着，如图1所示，在本实施例中，合光元件140位于第一激光光束50B与第二光束50R的传递路径上，且位于分光模块130与波长转换模块120之间。在本实施例中，合光元件140例如为具有绿光反射作用的分色镜(Dichroic Mirror with Green reflection)，而可让蓝光与红光穿透，而对绿光提供反射作用。并且，照明系统100还包括分色镜DM与反射元件RE，分色镜DM与反射元件RE位于第一激光光束50B与第二光束50R的传递路径上，且位于分光模块130与合光元件140之间，以及位于第二光源110R与合光元件140之间。举例而言，在本实施例中，分色镜DM例如为具有蓝光反射作用的分色镜，而可对蓝光提供反射作用，并让其他颜色的光(如：红光)穿透，而反射元件RE则是可对蓝光与红光提供反射作用。

如此，如图1所示，在本实施例中，当第一激光光束50B的第一部分50B1与第二部分50B2经由分光模块130而被传递至后续的不同光学元件上时，由于第一激光光束50B的第一部分50B1会穿透分光元件131，因此会被传递至合光元件140上。并且，由于合光元件140可让蓝色的第一激光光束50B穿透，如此，第一激光光束50B的第一部分50B1可经由穿透合光元件140而传递至波长转换模块120。进一步而言，如图1所示，在本实施例中，波长转换模块120位于第一激光光束50B的第一部分50B1的传递路径上。并且，在本实施例中，波长转换模块120为波长转换轮且具有配置于一圆形基板的波长转换材料，且波长转换材料于圆形基板上形成为O型环状(O-ring)。举例而言，波长转换材料包括荧光粉，而可将第一激光光束50B的第一部分50B1转换为波长转换光束。本实施例中，波长转换材料例如为可激发出黄色光束的荧光粉，当蓝色的第一激光光束50B的第一部分50B1入射至波长转换材料时，第一激光光束50B的第一部分50B1转变成黄色光束，然而本发明不局限于此。于其他实施例中，波长转换材料例如为可激发出黄绿色光束或绿色光束的荧光粉。并且，由于波长转换材料所在的区域形成环状，因此波长转换模块120的旋转也无需与第一激光光源110B与第二光源110R的开关时间或成像模块210状态的切换时间同步。如此，当第一激光光束50B的第一部分50B1传递至波长转换模块120时，波长转换模块120可通过波长转换材料将第一激光光束50B的第一部分50B1转换为黄色的波长转换光束60Y后，再将波长转换光束60Y传递至合光元件140处。然而，由于合光元件140只会反射绿光，因此波长转换光束60Y会再通过合光元件140而形成绿色的第一色光70G1。

另一方面，如图1所示，被分光元件131所反射的第一激光光束50B的第二部分50B2可被依序传递至分色镜DM与反射元件RE。并且，第一激光光束50B的第二部分50B2可先后被分色镜DM与反射元件RE反射而传递至合光元件140处，而形成蓝色的第二色光70B2。此外，第二光源110R提供的第二光束50R则可穿透分色镜DM，并被反射元件RE反射后传递至合光元件140处，而形成红色的第三色光70R。

如此，如图1所示，第一色光70G1、第二色光70B2与第三色光70R可通过合光元件140而形成照明光束70。在本实施例中，第一色光70G1为绿光、第二色光70B2为蓝光，而第三色光70R为红光。此外，如图1所示，在本实施例中，光均匀化元件150位于照明光束70的传递路径上。在本实施例中，光均匀化元件150包括一积分柱，但本发明不局限于此。更详细而言，如图1所示，当照明光束70传递至光均匀化元件150时，光均匀化元件150可使照明光束70均匀化，并使其传递至成像模块210。

接着，如图1所示，成像模块210位于照明光束70的传递路径上，且用于将照明光束70形成影像光束80。投影镜头220位于影像光束80的传递路径上且用于将影像光束80投影出投影装置200，以形成影像画面。由于照明光束70会聚在成像模块210上后，成像模块210可依序将照明光束70形成不同颜色的影像光束80传递至投影镜头220，因此，成像模块210所转换出的影像光束80所被投影出的影像画面便能够成为彩色画面。

更进一步而言，在本实施例中，由于照明光束70是借由第一色光70G1、第二色光70B2以及第三色光70R所混合形成，因此照明光束70的色调或色温可被第一色光70G1、第二色光70B2与第三色光70R这三者的比例关系所决定，并且通过照明光束70所形成的影像光束80的色调或色温也因此同样受上述比例关系所决定。

更具体而言，当照明光束70的蓝光比例越高时，照明光束70的色温也会越高。进一步而言，如前所述，在本实施例中，在第一照明模式(即当第一激光光束50B入射于分光模块130的第一分光区域R1时)中，第一激光光束50B的第一部分50B1与第二部分50B2的第一比例约为4比1，因此第一色光70G1与第二色光70B2的比例也约为4比1，而在第二照明模式(即当第一激光光束50B入射于分光模块130的第二分光区域R2时)中，第一激光光束50B的第一部分50B1与第二部分50B2的第二比例约为3比2，因此第一色光70G1与第二色光70B2的比例也约为3比2。换句话说，在本实施例中，由于在第一照明模式中的第一激光光束50B的第二部分50B2的强度小于在第二照明模式中的第一激光光束50B的第二部分50B2的强度，因此照明系统100在第一照明模式时所形成的照明光束70中的第二色光70B2(蓝光)的强度也会小于照明系统100在第二照明模式时所形成的照明光束70中的第二色光70B2(蓝光)的强度，如此，在本实施例中，照明系统100在第一照明模式时所形成的照明光束70的色温也会小于在第二照明模式时所形成的照明光束70的色温。

如此，在本实施例中，投影装置200以及照明系统100即可通过分光模块130的分光元件131的第一分光区域R1与第二分光区域R2的配置，来调整第一激光光束50B的第一部分50B1与第二部分50B2的比例，进而调整照明光束70的第一色光70G1与第二色光70B2的相对比例，因此，照明系统100与投影装置200在不需调整第一激光光源110B或第二光源110R的强度的情况下，即可调整影像光束80的色温(color temperature)，而能避免损失显示画面的亮度。

值得注意的是，在本实施例中，虽以在第一照明模式中的第一激光光束50B的第二部分50B2的强度小于在第二照明模式中的第一激光光束50B的第二部分50B2的强度为例示，但本发明不局限于此。在其他实施例中，亦可改变分光模块130的第一分光区域R1与第二分光区域R2对第一激光光束50B的穿透率以及反射率的比例关系，来使得以在第一照明模式中的第一激光光束50B的第二部分50B2的强度大于在第二照明模式中的第一激光光束50B的第二部分50B2的强度，进而使得照明系统100在第一照明模式时所形成的照明光束70的色温可大于在第二照明模式时所形成的照明光束70的色温。任何所属领域中的技术人员在参照本发明之后，当可对分光模块130的第一分光区域R1与第二分光区域R2对第一激光光束50B的穿透率以及反射率的比例关系作适当的更动，而使其能实现照明系统100以及投影装置200于不同显示模式下的色彩设计效果，惟其仍应属于本发明的范畴内。

另一方面，在图1的实施例中，控制分光元件131的运动的方法虽以控制分光元件131沿第一直线方向D1来回移动为例示，但本发明不局限于此。在其他的实施例中，控制分光元件131的运动的方法可依据分光模块130的类型而做对应的调整，任何所属领域中的技术人员在参照本发明之后，当可对其控制方式作适当的更动，而使其达到与前述投影装置200类似的效果与优点，惟其仍应属于本发明的范畴内。以下将另举部分实施例作为说明。

图2B至图2E是图1的不同分光模块的俯视图。请参照图2B至图2E，图2B至图2E的实施例的分光模块230B、分光模块230C、分光模块230D、分光模块230E与图2A的分光模块130类似，而差异如下所述。请参照图2B，在图2B的实施例中，分光模块230B的分光区域的数量不限于两个，亦不限在同一方向排列。举例而言，如图2B所示，在图2B的实施例中，分光模块230B的分光区域的数量为四个，其中，第一分光区域R1与第四分光区域R4沿第一直线方向D1排列、第二分光区域R2与第三分光区域R3沿第一直线方向D1排列，第一分光区域R1与第三分光区域R3沿第二直线方向D2排列、第二分光区域R2与第四分光区域R4则沿第二直线方向D2排列，且第一直线方向D1与第二直线方向D2不同。如此，分光模块230B的分光元件231B亦可沿第一直线方向D1(如图2B中的上下方向)或第二直线方向D2(如图2B中的左右方向)来回移动，并可视需求切入第一分光区域R1、第二分光区域R2、第三分光区域R3与第四分光区域R4的其中一者上。如此，当分光模块230B被应用至前述的照明系统100以及投影装置200时，可实现的照明模式的数量也会随之增加。

另一方面，请参照图2C，在图2C的实施例中，分光模块230C的分光区域之间的交界并不明显。更具体而言，如图2C所示，在图2C的实施例中，分光模块230C的第一分光区域R1与第二分光区域R2对第一激光光束50B的穿透率以及反射率的比例关系是渐变的，换言之，在分光模块230C的分光元件231C在第一直线方向D1上的不同位置，都具有不同的穿透率以及反射率的比例关系，如此，在图2C的实施例中，在使第一激光光束50B的传递路径从分光元件231C的第一分光区域R1内被切换至第二分光区域R2内的过程中，第一激光光束50B的第二部分50B2的强度可渐减或渐增。据此，当分光模块230C被应用至前述的照明系统100以及投影装置200时，照明系统100所形成的照明光束70以及投影装置200所投影出影像光束80的色温也可做渐变式的调整。

此外，请参照图2D与图2E，在图2D与图2E的实施例中，分光模块230D的分光元件231D、分光模块230E的分光元件231E的形状则不限于矩形，而可为圆形或其他近似的多边形形状。进一步而言，在图2D与图2E的实施例中，分光元件231D、分光元件231E沿中心轴转动，第一分光区域R1、第二分光区域R2或更多的分光区域(如图2E所示的第三分光区域R3与第四分光区域R4)可沿着以中心轴为圆心的圆周方向排列。如此，分光元件231D、分光元件231E亦可在转动时，视需求使这些分光区域的其中一者切入第一激光光束50B的传递路径上。如此，当分光模块230D、分光模块230E被应用至前述的照明系统100以及投影装置200时，亦可达到与前述的照明系统100以及投影装置200类似的效果与优点，并且当分光模块230D、分光模块230E的分光区域的数量增加时，照明系统100以及投影装置200可实现的照明模式的数量也会随之增加。

也就是说，在图2B至图2E的实施例中，所属领域中的技术人员当可视其需求来调整分光模块230B、分光模块230C、分光模块230D、分光模块230E的分光区域的数量以及排列方向，来使分光模块230B、分光模块230C、分光模块230D、分光模块230E被应用至前述的照明系统100以及投影装置200时，能实现前述的照明系统100以及投影装置200于不同显示模式下的色彩设计效果，并达到使其达到与前述的照明系统100以及投影装置200类似的效果与优点，在此就不再赘述。

图3是本发明一实施例的一种照明系统的架构示意图。请参照图3，图3的实施例的照明系统300与图1的照明系统100类似，而差异如下所述。如图3所示，在本实施例中，照明系统300的反射元件的数量为多个，而分别为反射元件RE1、反射元件RE2。如图3所示，分色镜DM与反射元件RE1、反射元件RE2亦位于第一激光光束50B的第二部分50B2与第二光束50R的传递路径上，且位于分光模块130与合光元件140之间，而可分别将第一激光光束50B的第二部分50B2与第二光束50R传递至合光元件140处。如此，如图3所示，经由第一激光光束50B的第一部分50B1转换而来的第一色光70G1，经由第一激光光束50B的第二部分50B2而形成的第二色光70B2与经由第二光束50R而形成的第三色光70R可在通过合光元件140后形成照明光束70。

如此一来，在本实施例中，照明系统300亦可通过分光模块130的分光元件131的设置，而能具有前述照明系统100所提及的优点，并且，当照明系统300应用至投影装置200时，亦能使投影装置200达到与前述的效果与优点，在此不再赘述。

图4A是本发明一实施例的一种照明系统的架构示意图。图4B是图4A的偏振分光元件的正视示意图。请参照图4A与图4B，本实施例的照明系统400与图1的照明系统100类似，而差异如下所述。如图4A与图4B所示，在本实施例中，照明系统400的分光模块430包括相位延迟元件431以及偏振分光元件432，第一分光区域R1与第二分光区域R2位于相位延迟元件431上，相位延迟元件431用于旋转，以使第一分光区域R1与第二分光区域R2能切换并进入第一激光光束50B的传递路径上。

具体而言，如图4B所示，在本实施例中，第一分光区域R1位于相位延迟元件431的快轴FA具有第一夹角θ1的位置上，如此，当第一分光区域R1切入第一激光光束50B的传递路径上，第一激光光束50B通过相位延迟元件431后，第一激光光束50B的相位会旋转两倍的第一夹角θ1。也就是说，若第一激光光束50B原本仅具有一第一偏振态时，在通过相位延迟元件431后，第一激光光束50B的偏振态则可被转换为具有第一偏振态的第一部分50B1以及具有第二偏振态的第二部分50B2，其中第一偏振态与第二偏振态正交。如此，当第一激光光束50B被传递至偏振分光元件432时，由于第一激光光束50B的第一部分50B1的偏振态与第一激光光束50B的第二部分50B2的偏振态正交，因此，偏振分光元件432可由此对第一激光光束50B的第一部分50B1与第二部分50B2提供不同的作用，而可将第一激光光束50B的第一部分50B1与第一激光光束50B的第二部分50B2分离。举例而言，在本实施例中，偏振分光元件432可使第一激光光束50B的第一部分50B1穿透，而反射第一激光光束50B的第二部分50B2。并且，在本实施例的第一照明模式中，即第一分光区域R1切入第一激光光束50B的传递路径上时，第一激光光束50B的第一部分50B1与第二部分50B2会具有第一比例，而此第一比例会由第一夹角θ1所决定。

另一方面，如图4B所示，在本实施例中，第二分光区域R2位于相位延迟元件431的快轴FA具有第二夹角θ2的位置上。在进行从第一照明模式切换至第二照明模式时，可使相位延迟元件431旋转，以使第一激光光束50B的传递路径从分光元件431的第一分光区域R1内被切换至第二分光区域R2内。如此，当第二分光区域R2切入第一激光光束50B的传递路径上，第一激光光束50B通过相位延迟元件431后，第一激光光束50B的相位会旋转两倍的第二夹角θ2。如此，第一激光光束50B的偏振态亦可被转换为具有第一偏振态的第一部分50B1以及具有第二偏振态的第二部分50B2，并在之后通过偏振分光元件432而分离。并且，类似地，在本实施例的第二照明模式中，即第二分光区域R2切入第一激光光束50B的传递路径上时，第一激光光束50B的第一部分50B1与第二部分50B2则具有第二比例，而此第二比例亦会由第二夹角θ2所决定。

进一步而言，在本实施例中，由于第一分光区域R1与第二分光区域R2位于不同的位置，因此，第一夹角θ1与第二夹角θ2不同。如此，由于上述的第一比例与第二比例也会随第一夹角θ1与第二夹角θ2的差异而有所不同，因此，在第一照明模式中的第一激光光束50B的第二部分50B2的强度也会与在第二照明模式中的第一激光光束50B的第二部分50B2的强度并不相同。如此一来，照明系统400在第一照明模式时所形成的照明光束70中的第二色光70B2(蓝光)的强度也会与照明系统400在第二照明模式时所形成的照明光束70中的第二色光70B2(蓝光)的强度并不相同。

如此，在本实施例中，照明系统400即可通过控制分光模块430的分光元件431的第一分光区域R1与第二分光区域R2的配置与移动，而能调整通过分光模块430的第一激光光束50B的第一部分50B1与第二部分50B2的比例，进而调整照明光束70的第一色光70G1与第二色光70B2的相对比例，因此，照明系统400在不需调整第一激光光源110B或第二光源110R的强度的情况下，即可调整照明光束70的色温(color temperature)，而能避免损失显示画面的亮度，而能具有前述照明系统100所提及的优点，并且，当照明系统400应用至投影装置200时，亦能使投影装置200达到与前述的效果与优点，在此不再赘述。

图5是本发明一实施例的一种照明系统的架构示意图。请参照图5，图5的实施例的照明系统500与图4A的照明系统400类似，而差异如下所述。如图5所示，在本实施例中，照明系统500的反射元件的数量为多个，而分别为反射元件RE1、反射元件RE2。如图5所示，分色镜DM与反射元件RE1、反射元件RE2亦位于第一激光光束50B的第二部分50B2与第二光束50R的传递路径上，且位于分光模块430与合光元件140之间，而可分别将第一激光光束50B的第二部分50B2与第二激光光束50R传递至合光元件140处。如此，如图5所示，经由第一激光光束50B的第一部分50B1转换而来的第一色光70G1，经由第一激光光束50B的第二部分50B2而形成的第二色光70B2与经由第二光束50R而形成的第三色光70R可在通过合光元件140后形成照明光束70。

如此一来，在本实施例中，照明系统500亦可通过分光模块430的相位延迟元件431以及偏振分光元件432的设置。如此，第一激光光束50B的偏振态可被转换为具有第一偏振态的第一部分50B1以及具有第二偏振态的第二部分50B2，并在之后通过偏振分光元件432而分离，而能具有前述照明系统400所提及的优点，并且，当照明系统500应用至投影装置200时，亦能使投影装置200达到与前述的效果与优点，在此不再赘述。

图6A是本发明一实施例的一种照明系统的架构示意图。图6B是本发明一实施例的一种照明系统的架构示意图。请参照图6A与图6B，图6A的照明系统600A与图1的照明系统100类似，图6B的照明系统600B与图4A的照明系统400类似，而差异如下所述。请参照图6A与图6B，在本实施例中，照明系统600A、照明系统600B还包括光学匀化单元OU，且第二光源110R例如可为包括红光激光二极管，而第二光束50R为红色激光光束。光学匀化单元OU设置于反射元件RE上以及位于第一激光光束50B与第二激光光束50R的传递路径上，而形成用于旋转的反射式光学模块660。举例而言，光学匀化单元OU可包括光扩散元件、偏光元件、或光扩散元件与偏光元件的组合。

进一步而言，当光学匀化单元OU包括光扩散元件时，第一激光光束50B与第二光束50R可在通过旋转的光学匀化单元OU后产生光扩散效果，并据此消除激光光斑。当光学匀化单元OU包括偏光元件时，第一激光光束50B与第二光束50R可在通过旋转的光学匀化单元OU后在不同时间具有不同的偏振状态。如此一来，照明系统600A、照明系统600B则可被应用于配备偏振立体模式的投影装置200，而可消除配备偏振立体模式的投影装置200常出现的画面颜色不均匀或亮暗不均匀的现象。

举例而言，于已知的照明系统架构中，激光光束的偏振极性会被内部的其他光学元件破坏，使得激光的偏振方向及强度变的散乱不一，进而造成在配备偏振立体模式的投影装置的显示画面的光亮度不均的问题。然而，在本实施例的照明系统600A、照明系统600B中，由于通过第一激光光束50B与第二光束50R而形成的照明光束70以及影像光束80会在不同时间具有不同的偏振状态，而可随时间点的不同而形成不同的光斑。由于视觉暂留的作用，人眼所观察到的被照射面上的光斑亮度会是一视觉暂留时间内的不同时间点的光斑的叠加后的亮度，因此这些视觉暂留时间内的不同时间点的光斑在叠加之后也会产生亮度较为均匀的光斑，因此可使得使用者观赏到的显示画面的成色或亮暗均匀，进而让使用者可观赏到出均匀度较佳的立体显示画面。举例而言，在本实施例中，由于光学匀化单元OU设置于反射元件RE上，因此偏光元件较佳为四分之一波片、去偏振片、圆偏振片或四分之一波片与圆偏振片的组合。

此外，由于在本实施例中，照明系统600A、照明系统600B亦可分别借由分光模块130、分光模块430的设置，而能具有前述照明系统100、照明系统400所提及的优点，并且，当照明系统600A、照明系统600B应用至投影装置200时，亦能使投影装置200达到与前述的效果与优点，在此不再赘述。

图7A是本发明一实施例的一种照明系统的架构示意图。图7B是本发明一实施例的一种照明系统的架构示意图。请参照图7A与图7B，图7A的照明系统700A与图6A的照明系统600A类似，图7B的照明系统700B与图6B的照明系统600B类似，而差异如下所述。请参照图7A与图7B，在这些实施例中，光学匀化单元OU并未设置于反射元件RE上，而是设置于反射元件RE与合光元件140之间，或是合光元件140与光均匀化元件150之间，而与其他驱动元件形成独立的用于旋转的光学模块760A、光学模块760B。换言之，在图6A与图6B的实施例中，光学模块660为一反射式的旋转光学模块，而在图7A与图7B的实施例中，光学模块760A、光学模块760B为一穿透式的旋转光学模块，第二光源110R例如可为包括红光激光二极管，而第二光束50R为红色激光光束。并且，在本实施例中，由于第一激光光束50B与第二光束50R会直接通过光学模块760A、光学模块760B的光学匀化单元OU，因此，当光学匀化单元OU包括偏光元件，而用以消除配备偏振立体模式的投影装置200常出现的画面颜色不均匀或亮暗不均匀的现象时，偏光元件可为二分之一波片、四分之一波片、去偏振片、圆偏振片或四分之一波片与圆偏振片的组合，且较佳为二分之一波片。

如此一来，在本实施例中，照明系统700A、照明系统700B亦可借由光学匀化单元OU以及分光模块130、分光模块430的设置，而能具有前述照明系统600A、照明系统600B所提及的优点，并且，当照明系统700A、照明系统700B应用至投影装置200时，亦能使投影装置200达到与前述的效果与优点，在此不再赘述。

图8至图13B是本发明一实施例的不同照明系统的架构示意图。请参照图8至图13B，图8的照明系统800与图1的照明系统100类似，图9的照明系统900与图3的照明系统300类似，图10的照明系统1000与图4A的照明系统400类似，图11的照明系统1100与图5的照明系统500类似，图12A的照明系统1200A与图6A的照明系统600A类似，图12B的照明系统1200B与图6B的照明系统600B类似，图13A的照明系统1300A与图7A的照明系统700A类似，图13B的照明系统1300B与图7B的照明系统700B类似，而差异如下所述。

请参照图8至图13B，在图8至图13B的实施例中，第一激光光束50B的第一部分50B1穿透分光元件131后依序传递至分色镜DM与反射元件RE(或反射元件RE1、反射元件RE2)。并且，第一激光光束50B的第一部分50B1可先后被分色镜DM与反射元件RE反射而传递至合光元件140处，而形成第一色光70B1。另一方面，第一激光光束50B的第二部分50B2被分光元件131反射后传递至波长转换模块120而可形成第二色光70G2。换言之，在图8至图13B的实施例中，第一色光70B1为蓝光，而第二色光70G2为绿光。

也就是说，在图8至图13B的实施例中，照明光束70的蓝光比例是被经由第一激光光束50B的第一部分50B 1所形成的第一色光70B1所决定，而在图8至图13B的实施例中，处于第一照明模式下的第一激光光束50B的第一部分50B1的强度可大于或小于处于第二照明模式下的第一激光光束50B的第一部分50B1的强度。也就是说，在第一照明模式中的第一激光光束50B的第一部分50B1的强度与在第二照明模式中的第一激光光束50B的第一部分50B1的强度并不相同。如此，图8至图13B的照明系统800、照明系统900、照明系统1000、照明系统1100、照明系统1200A、照明系统1200B、照明系统1300A、照明系统1300B在第一照明模式时所形成的照明光束70中的第一色光70B1(蓝光)的强度也会与在第二照明模式时所形成的照明光束70中的第一色光70B1(蓝光)的强度也并不相同，进而其色温也并不相同。

举例而言，当处于第一照明模式下的第一激光光束50B的第一部分50B1的强度大于处于第二照明模式下的第一激光光束50B的第一部分50B1的强度时，照明系统800、照明系统900、照明系统1000、照明系统1100、照明系统1200A、照明系统1200B、照明系统1300A、照明系统1300B在第一照明模式时所形成的照明光束70的色温会大于在第二照明模式时所形成的照明光束70的色温。反之，当处于第一照明模式下的第一激光光束50B的第一部分50B1的强度小于处于第二照明模式下的第一激光光束50B的第一部分50B1的强度时，照明系统800、照明系统900、照明系统1000、照明系统1100、照明系统1200A、照明系统1200B、照明系统1300A、照明系统1300B在第一照明模式时所形成的照明光束70的色温会小于在第二照明模式时所形成的照明光束70的色温。

如此一来，在图8至图13B的实施例中，照明系统800、照明系统900、照明系统1000、照明系统1100、照明系统1200A、照明系统1200B、照明系统1300A、照明系统1300B亦可通过控制分光模块130、分光模块430的第一分光区域R1与第二分光区域R2的配置与移动，而能调整通过分光模块130、分光模块430的第一激光光束50B的第一部分50B1与第二部分50B2的比例，进而调整照明光束70的第一色光70B1与第二色光70G2的相对比例，或是应用如图2B至图2E的分光模块230B、230C、230D、230E的第一分光区域R1与第二分光区域R2的配置与移动，而调整通过分光模块130、分光模块430的第一激光光束50B的第一部分50B1与第二部分50B2的比例。因此，照明系统800、照明系统900、照明系统1000、照明系统1100、照明系统1200A、照明系统1200B、照明系统1300A、照明系统1300B也可在不需调整第一激光光源110B或第二光源110R的强度的情况下，即可调整照明光束70的色温(color temperature)，而能避免损失显示画面的亮度，而能具有前述照明系统100所提及的优点，并且，当照明系统800、照明系统900、照明系统1000、照明系统1100、照明系统1200A、照明系统1200B、照明系统1300A、照明系统1300B应用至投影装置200时，亦能使投影装置200达到与前述的效果与优点，在此不再赘述。

综上所述，本发明的实施例至少具有以下其中一个优点或功效。在本发明的实施例中，投影装置以及照明系统可通过分光模块的第一分光区域与第二分光区域的配置，来调整第一激光光束的第一部分与第二部分的比例，进而调整照明光束中的蓝光的相对比例，因此，照明系统与投影装置在不需调整第一激光光源或第二激光光源的强度的情况下，即可调整照明光束以及影像光束的色温(color temperature)，而能避免损失显示画面的亮度。

惟以上所述者，仅为本发明之较佳实施例而已，当不能以此限定本发明实施之范围，即凡依本发明权利要求书及发明内容所作之简单的等效变化与修改，皆仍属本发明专利涵盖之范围内。另外本发明的任一实施例或权利要求不须达成本发明所揭露之全部目的或优点或特点。此外，摘要和发明名称仅是用来辅助专利文件检索之用，并非用来限制本发明之权利范围。此外，本说明书或权利要求书中提及的“第一”、“第二”等用语仅用以命名元件(element)的名称或区别不同实施例或范围，而并非用来限制元件数量上的上限或下限。

附图标记说明：

50B：第一激光光束

50B1：第一部分

50B2：第二部分

50R：第二光束

60Y：波长转换光束

70：照明光束

70B1、70G1：第一色光

70B2、70G2：第二色光

70R：第三色光

80：影像光束

100、300、400、500、600A、600B、700A、700B、800、900、1000、1100、1200A、1200B、1300A、1300B：照明系统

110B：第一激光光源

110R：第二光源

120：波长转换模块

130、230B、230C、230D、230E、430：分光模块

131、231B、231C、231D、231E：分光元件

140：合光元件

150：光均匀化元件

200：投影装置

210：成像模块

220：投影镜头

431：相位延迟元件

432：偏振分光元件

660、760A、760B：光学模块

D1：第一直线方向

D2：第二直线方向

DM：分色镜

FA：快轴

R1：第一分光区域

R2：第二分光区域

R3：第三分光区域

R4：第四分光区域

RE、RE1、RE2：反射元件

O：中心轴

OU：光学匀化单元

θ1：第一夹角

θ2：第二夹角。

Claims

1.一种照明系统，用于提供照明光束，其特征在于，所述照明系统包括第一激光光源、波长转换模块以及分光模块，其中：

所述第一激光光源用于提供第一激光光束；

所述波长转换模块位于所述第一激光光束的传递路径上；以及

所述分光模块位于所述第一激光光束的传递路径上，其中所述第一激光光束入射于所述分光模块时，所述第一激光光束的第一部分穿透所述分光模块，所述第一激光光束的第二部分被所述分光模块反射，且所述分光模块具有第一分光区域与第二分光区域，所述分光模块的所述第一分光区域与所述第二分光区域能分别切入所述第一激光光束的传递路径上，以使所述照明系统对应切换为第一照明模式与第二照明模式，在所述第一照明模式中，所述第一分光区域切入所述第一激光光束的传递路径上，以使所述第一激光光束的所述第一部分与所述第二部分具有第一比例，在所述第二照明模式中，所述第二分光区域切入所述第一激光光束的传递路径上，以使所述第一激光光束的所述第一部分与所述第二部分具有第二比例，且所述第一比例与所述第二比例不同。

2.根据权利要求1所述的照明系统，其特征在于，所述分光模块包括分光元件，所述第一分光区域与所述第二分光区域位于所述分光元件上，所述分光元件能够运动，以使所述分光模块的所述第一分光区域与所述第二分光区域能切换并进入所述第一激光光束的传递路径上。

3.根据权利要求2所述的照明系统，其特征在于，所述分光元件沿第一直线方向移动，所述第一分光区域与所述第二分光区域沿所述第一直线方向排列。

4.根据权利要求2所述的照明系统，其特征在于，所述分光元件沿中心轴转动，所述第一分光区域与所述第二分光区域沿着以所述中心轴为圆心的圆周方向排列。

5.根据权利要求2所述的照明系统，其特征在于，所述第一激光光束的所述第一部分穿透所述分光元件后形成第一色光，所述第一激光光束的所述第二部分被所述分光元件反射后传递至所述波长转换模块以形成第二色光，且处于所述第一照明模式下的所述第一激光光束的所述第一部分的强度大于或小于处于所述第二照明模式下的所述第一激光光束的所述第一部分的强度。

6.根据权利要求5所述的照明系统，其特征在于，在使所述第一激光光束的传递路径从所述分光元件的所述第一分光区域内被切换至所述第二分光区域内的过程中，所述第一激光光束的所述第一部分的强度渐减或渐增。

7.根据权利要求2所述的照明系统，其特征在于，所述第一激光光束的所述第一部分穿透所述分光元件后传递至所述波长转换模块形成第一色光，所述第一激光光束的所述第二部分被所述分光元件反射后以形成第二色光，且处于所述第一照明模式下的所述第一激光光束的所述第二部分的强度大于或小于处于所述第二照明模式下的所述第一激光光束的所述第二部分的强度。

8.根据权利要求7所述的照明系统，其特征在于，在使所述第一激光光束的传递路径从所述分光元件的所述第一分光区域内被切换至所述第二分光区域内的过程中，所述第一激光光束的所述第二部分的强度渐减或渐增。

9.根据权利要求1所述的照明系统，其特征在于，所述分光模块包括偏振分光元件以及相位延迟元件，所述第一分光区域与所述第二分光区域位于所述相位延迟元件上，所述相位延迟元件适于旋转，以使所述第一分光区域与所述第二分光区域能切换并进入所述第一激光光束的传递路径上。

10.根据权利要求9所述的照明系统，其特征在于，所述第一激光光束在通过所述相位延迟元件后，所述第一激光光束的所述第一部分的偏振态与所述第一激光光束的所述第二部分的偏振态正交，且所述第一激光光束的所述第一部分穿透所述偏振分光元件，所述第一激光光束的所述第二部分被所述偏振分光元件反射。

11.一种照明控制方法，用于控制投影装置中的照明系统，所述照明系统包括第一激光光源以及分光模块，所述第一激光光源用于提供第一激光光束，所述分光模块位于所述第一激光光束的传递路径上且具有第一分光区域与第二分光区域，其中所述第一激光光束入射于所述分光模块时，所述第一激光光束的第一部分穿透所述分光模块，所述第一激光光束的第二部分被所述分光模块反射，且所述照明控制方法包括：

在第一照明模式中，控制所述分光模块的所述第一分光区域切入所述第一激光光束的传递路径上，以使所述第一激光光束的所述第一部分与所述第二部分具有第一比例；以及

在第二照明模式中，控制所述分光模块的所述第二分光区域切入所述第一激光光束的传递路径上，以使所述第一激光光束的所述第一部分与所述第二部分具有第二比例，

其中所述第一比例与所述第二比例不同。

12.根据权利要求11所述的照明控制方法，其特征在于，所述分光模块包括分光元件，所述第一分光区域与所述第二分光区域位于所述分光元件上，且所述照明控制方法包括：

使所述分光元件运动，以使所述分光模块的所述第一分光区域与所述第二分光区域能切换并进入所述第一激光光束的传递路径上。

13.根据权利要求12所述的照明控制方法，其特征在于，使所述分光元件运动的方法包括：

控制所述分光元件沿第一直线方向移动，其中所述第一分光区域与所述第二分光区域沿所述第一直线方向排列。

14.根据权利要求12所述的照明控制方法，其特征在于，使所述分光元件运动的方法包括：

控制所述分光元件沿中心轴转动，其中所述第一分光区域与所述第二分光区域沿着以所述中心轴为圆心的圆周方向排列。

15.根据权利要求12所述的照明控制方法，其特征在于，所述第一激光光束的所述第一部分穿透所述分光元件后形成第一色光，所述第一激光光束的所述第二部分被所述分光元件反射后传递至所述波长转换模块以形成第二色光，且处于所述第一照明模式下的所述第一激光光束的所述第一部分的强度大于或小于处于所述第二照明模式下的所述第一激光光束的所述第一部分的强度。

16.根据权利要求15所述的照明控制方法，其特征在于，在使所述第一激光光束的传递路径从所述分光元件的所述第一分光区域内被切换至所述第二分光区域内的过程中，所述第一激光光束的所述第一部分的强度渐减或渐增。

17.根据权利要求12所述的照明控制方法，其特征在于，所述第一激光光束的所述第一部分穿透所述分光元件后传递至所述波长转换模块形成第一色光，所述第一激光光束的所述第二部分被所述分光元件反射后以形成第二色光，且处于所述第一照明模式下的所述第一激光光束的所述第二部分的强度大于或小于处于所述第二照明模式下的所述第一激光光束的所述第二部分的强度。

18.根据权利要求17所述的照明控制方法，其特征在于，在使所述第一激光光束的传递路径从所述分光元件的所述第一分光区域内被切换至所述第二分光区域内的过程中，所述第一激光光束的所述第二部分的强度渐减或渐增。

19.根据权利要求11所述的照明控制方法，其特征在于，所述分光模块包括偏振分光元件以及相位延迟元件，所述第一分光区域与所述第二分光区域位于所述相位延迟元件上，且所述照明控制方法包括：

使所述相位延迟元件旋转，以使所述第一分光区域与所述第二分光区域能切换并进入所述第一激光光束的传递路径上。

20.根据权利要求19所述的照明控制方法，其特征在于，所述第一激光光束在通过所述相位延迟元件后，所述第一激光光束的所述第一部分的偏振态与所述第一激光光束的所述第二部分的偏振态正交，且所述第一激光光束的所述第一部分穿透所述偏振分光元件，所述第一激光光束的所述第二部分被所述偏振分光元件反射。

21.一种投影装置，其特征在于，包括照明系统、至少二光阀以及投影镜头，其中：

所述照明系统是根据权利要求1所述的照明系统；

所述至少二光阀位于所述照明光束的传递路径上，且用于将所述照明光束转换成影像光束；以及

所述投影镜头位于所述影像光束的传递路径上且用于将所述影像光束投影出投影装置。